機(jī)械專業(yè)外文文獻(xiàn)翻譯-外文翻譯--中文PAC新一代工業(yè)控制系統(tǒng),可編程自動(dòng)化控制發(fā)展的未來(lái)

外文翻譯資料 新一代工業(yè)控制系統(tǒng) , 可編程自動(dòng)化控制發(fā)展的未來(lái) 隨著許多廠商已生產(chǎn)出能結(jié)合 目前控制系統(tǒng)已逐漸開始采用 白皮書介紹 起源以及它與 指出了使用 目錄 “ 80 法則 構(gòu)建更好的控制器 兩種不同的軟件解決方案 業(yè)控制方式 和基于 關(guān) 編程邏輯控制器）優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)的激烈爭(zhēng)論已經(jīng)持續(xù)了十年。由于 且隨著 用了商業(yè)化（ 件以及 采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，從而出現(xiàn)了一種新類型的控制器 概念是由自動(dòng)化研究機(jī)構(gòu) (提出的，它表示可編程自動(dòng)化控制器，用于描述結(jié)合了 統(tǒng)的 商使用 “ 80 法則 在 經(jīng)過(guò)不斷地發(fā)展，已經(jīng)能結(jié)合模擬 I/O，網(wǎng)絡(luò)通信以及采用新的編程標(biāo)準(zhǔn)如 1131而，工程師們只需利用數(shù)字I/。來(lái)自合開發(fā)公司（ 及網(wǎng)上 訓(xùn)資源 77%的 于 128 I/O） 72%的 80%的 0條的梯形邏輯指令集來(lái)解決 外文翻譯資料 由于采用傳統(tǒng)的工具可以解決 80%的工業(yè)應(yīng)用，這樣就強(qiáng)烈地需要有低成 本簡(jiǎn)單的 而促進(jìn)了低成本微型 增長(zhǎng)，它帶有用梯形邏輯編程的數(shù)字 I/O。然而，這也在控制技術(shù)上造成了不連續(xù)性，一方面 80%的應(yīng)用需要使用簡(jiǎn)單的低成本控制器，而另一方面其它的 20%應(yīng)用則超出了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)所能提供的功能。工程師在開發(fā)這些 20%的應(yīng)用需要有更高的循環(huán)速率，高級(jí)控制算法，更多模擬功能以及能更好地和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成。 在八十和九十年代，那些要開發(fā) “ 20%應(yīng)用 ” 的工程師們已考慮在工業(yè)控制中使用 供豐富的圖形化編程和用戶環(huán)境，并且 工程師能把不斷發(fā)展的技術(shù)用于其它應(yīng)用。這些技術(shù)包括浮點(diǎn)處理器；高速 I/ 定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；圖形化軟件開發(fā)工具。而且 效的軟件以及高級(jí)的低成本硬件。 然而， 不是非常適合用于控制應(yīng)用。盡管許多工程師在集成高級(jí)功能時(shí)使用 些功能包括模擬控制和仿真、連接數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)功能以及和第三方設(shè)備通信，但是 于 穩(wěn)定性：通常 供用于控制足夠的穩(wěn)定性。安裝基于 可靠性：由于 電源，這使得它更容易出現(xiàn)故障。 不熟悉的編程環(huán)境：工廠操作人員需要具備在維護(hù)和排除故障時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)的能力。使用梯形邏輯，他們可以手動(dòng)迫使線圈恢復(fù)到理想狀態(tài)，并能快速修補(bǔ)受影響的代碼以快速恢復(fù)系統(tǒng)。然而， 統(tǒng)需要操作人員學(xué)習(xí)新的更高級(jí)的工具。 盡管某些工程師采用具有堅(jiān)固硬件和專門操作系統(tǒng)的專用工業(yè)計(jì)算機(jī)，但是由于 靠性方面的問(wèn)題絕大多數(shù)工程師還是避免在控制中 使用 外，在 的用于各種自動(dòng)化任務(wù)的設(shè)備，如 I/O、通信、或運(yùn)動(dòng)可能需要不同的開發(fā)環(huán)境。 因此那些要開發(fā) “ 20%應(yīng)用 ” 的工程師們要么使用一個(gè) 法輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能，要么采用既包含 包含 混合系統(tǒng)，他們利用 來(lái)執(zhí)行代碼的控制部分，用 而現(xiàn)在許多工廠車間使用 用系統(tǒng)中的 接條碼掃描儀，在數(shù)據(jù)庫(kù)中插入信息以及把數(shù)據(jù)發(fā)布到網(wǎng)上。采用這種方式建立系統(tǒng)的主要問(wèn)題是該系統(tǒng)常常難以構(gòu)建，排除故障和維護(hù)。系統(tǒng)工程師常常被要結(jié) 合來(lái)自多個(gè)廠商軟硬件的工作所困擾，這是因?yàn)檫@些設(shè)備并不是為了能協(xié)同工作而設(shè)計(jì)的。 構(gòu)建更好的控制器 由于沒(méi)有適合的 些需要開發(fā)復(fù)雜應(yīng)用的工程師就和控制廠商密切合作開發(fā)新的產(chǎn)品。他們需要新產(chǎn)品能結(jié)合 可靠性。這些重要用戶為 基于 制的公司提供了產(chǎn)品開發(fā)指導(dǎo)。 實(shí)現(xiàn)軟件的功能不僅需要有高級(jí)的軟件，而且控制器的硬件功能也需要有所提高。由于世界范圍內(nèi)對(duì) 以許多半導(dǎo)體廠商開始為工業(yè)應(yīng)用重新設(shè)計(jì)他們的產(chǎn)品。目前控制領(lǐng)域的廠商已開始在工業(yè)控 制產(chǎn)品中使用工業(yè)化浮點(diǎn)處理器、 態(tài)存儲(chǔ)器如 及快速 片。這使得廠商能利用基于 且該 這種新的控制器是為解決 “ 20%” 的應(yīng)用問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，它結(jié)合了 者的優(yōu)點(diǎn)。 工業(yè)分析家把這種設(shè)備稱為可編程自動(dòng)化控制器，即 可編程邏輯控制器世界概覽 ” 研究中，他們給出了 些控制器特性是通過(guò)定義軟件的能力來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能的。 1. “ 多 功能性，在一個(gè)平臺(tái)上有邏輯、運(yùn)動(dòng)、 動(dòng)和處理中的至少兩種以上功能。 ” 除了為了實(shí)現(xiàn)特殊的協(xié)議如 對(duì)I/且軟件還能提供邏輯、運(yùn)動(dòng)、處理和 如，運(yùn)動(dòng)控制作為軟件控制循環(huán)，它能從正交編碼器上讀取數(shù)字輸入，執(zhí)行模擬控制循環(huán)并輸出控制設(shè)備的模擬信號(hào)。 2. “ 單一的多規(guī)程開發(fā)平臺(tái)使用通用標(biāo)簽和單一的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)訪問(wèn)所有的參數(shù)和功能。 ” 由于 們需要更為高級(jí)的軟件。為了能高效地設(shè)計(jì)系統(tǒng)，軟件必須是單一的集成化軟件包，而不是多種分離的軟件 工具，這些軟件工具在工程上不能無(wú)縫地協(xié)同工作。 外文翻譯資料 3. “ 通過(guò)結(jié)合 戶向?qū)Ш蛿?shù)據(jù)管理，軟件工具能設(shè)計(jì)出在跨越多個(gè)機(jī)器和處理單元的處理流程。 ” 簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的另一方面是具有高級(jí)的圖形化開發(fā)工具，利用該工具可以使工程師很輕松地把處理的概念轉(zhuǎn)變?yōu)槟軐?shí)際控制機(jī)器的代碼。 4. “ 開放的模塊化構(gòu)架能解決的工業(yè)應(yīng)用可從控制分布于工廠機(jī)器到加工車間的操作單元。 ” 由于所有的工業(yè)應(yīng)用都需要有高度的定制特性，所以硬件必須是模塊化的以便工程師們可以選擇合適的部件。而且，軟件也必須能讓工程師增加和拆除模塊以設(shè)計(jì)出所需的系 統(tǒng)。 5. “ 采用已有的網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)，語(yǔ)言等，如 詢語(yǔ)言。 ” 能和企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)通信對(duì)于現(xiàn)代化控制系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的。盡管 含有以太網(wǎng)接口，但是為了要把設(shè)備和工廠其它系統(tǒng)無(wú)問(wèn)題地集成在一起，通信軟件是至關(guān)重要的。 6. 兩種不同的軟件解決方案 一方面軟件是 另一方面廠商在提供高級(jí)軟件的方式上也有所不同。通常他們以目前已有的控制軟件作為起點(diǎn)，不斷增加 靠性和易用性。一般說(shuō)來(lái)，有兩種提供 于 基于 傳統(tǒng)的 件廠商以可靠且易用的掃描式架構(gòu)軟件為起點(diǎn)，并逐漸增加新的功能。 入掃描，控制代碼運(yùn)行，輸入更新，以及常規(guī)功能執(zhí)行。由于輸入循環(huán)，輸出循環(huán)和常規(guī)循環(huán)都是隱藏的，所以控制工程師只需關(guān)注控制代碼的設(shè)計(jì)。由于廠商已完成了大部分工作，這種嚴(yán)格的控制架構(gòu)使得建立控制系統(tǒng)更為容易和快速。這些系統(tǒng)的嚴(yán)格性也能讓控制工程師在開發(fā)可靠的程序時(shí)無(wú)需深入了解 而，作為 大多數(shù) 商通過(guò)在已有的掃描式架構(gòu)中增加新的功能來(lái)建立 些新功能包括以太網(wǎng)通信，運(yùn)動(dòng)控制和高級(jí)算法。然而，通常他們會(huì)保留 悉的編程方式以及其在邏輯和控制方面固有的特點(diǎn)。因此這種 件通常是為了適合特殊類型應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，如邏輯，運(yùn)動(dòng)和 是對(duì)于定制的應(yīng)用則缺乏靈活性，如通信、數(shù)據(jù)記錄或定制的控制算法。 基于 外文翻譯資料 傳統(tǒng) 提供對(duì)硬件的深層次訪問(wèn)。該種軟件也具有可靠性、確定性以及預(yù)設(shè)的控制架構(gòu)。盡管工程師能為但是它并不是基于 些使得 常適合那些需要高級(jí)的架構(gòu)、編程技巧或者系統(tǒng)級(jí)控制的復(fù)雜應(yīng)用，但卻使本應(yīng)簡(jiǎn)單的應(yīng)用復(fù)雜化。 這些廠商首先要能提供通用操作系統(tǒng)如 不具備的可靠性和確定性。它們可以通過(guò)采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（ 來(lái)自 些 I/后為了使工程師能更為容易地開發(fā)出可靠的控制程序，廠商增加了抽象層和 I/因而這種靈活軟件非常適合于定制控制，數(shù)據(jù)記錄和通信，但舍棄 程架構(gòu)的代價(jià)是使程序的開發(fā)難度增加。 具有直觀的類似于流程圖的圖形化編程方式，并通過(guò)易用的界面來(lái)提供高級(jí)編程語(yǔ)言所具備的所有功能。利用 們能結(jié)合 場(chǎng)可編程門陣列）平臺(tái)來(lái)提供可靠性和確定性。 基于 ，它通過(guò)引入高速測(cè)量和機(jī)器視覺使 。在許多工業(yè)應(yīng)用中需要高速采集測(cè)量結(jié)果以用于振動(dòng)或功率品質(zhì)分析。采集到的數(shù)據(jù)用來(lái)監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)，確定維護(hù)時(shí)間表，識(shí)別電機(jī)的磨損程度以及調(diào)整控制算法。工程師們通常使用專門的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或獨(dú)立儀器來(lái)采集這些數(shù)據(jù)并利用通信總線把數(shù)據(jù)輸入到控制系統(tǒng)。而 把數(shù)據(jù)直接傳送到控制系統(tǒng)來(lái)立即處理。 工程師們也可以在他們的控制系統(tǒng)中使用視覺功能。過(guò)去十年中視覺在自動(dòng)化領(lǐng)域已得到了迅猛地發(fā)展。在生產(chǎn)環(huán)境 中，有許多產(chǎn)品缺陷或錯(cuò)誤使用傳統(tǒng)的測(cè)量方法是很難識(shí)別出來(lái)的，而通過(guò)視覺方式則能檢測(cè)。常見的應(yīng)用包括用于生產(chǎn)或裝配檢驗(yàn)的零件檢測(cè)，如檢查電路板上器件的位置是否正確，識(shí)別光學(xué)字符（ 檢查日期條碼或?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行分類，以及進(jìn)行光學(xué)測(cè)量來(lái)找出產(chǎn)品的瑕疵或?qū)Ξa(chǎn)品按質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行分類。目前許多工廠采用獨(dú)立的智能攝像頭，它要和外文翻譯資料 生產(chǎn)處理控制器進(jìn)行通信。 而使得工程師們無(wú)需集成其他的硬件和軟件平臺(tái)。 它未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵取決于嵌入式技術(shù)的引入。比如要能通過(guò)軟件來(lái)定義硬件。電子廠商常使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（ 樣的電子器件來(lái)開發(fā)定制的芯片，它可以讓新設(shè)備智能化。這些設(shè)備包含有能執(zhí)行多種功能的可配置邏輯塊，連接這些功能塊的可編程交聯(lián)點(diǎn)以及為芯片輸入輸出數(shù)據(jù)的 I/過(guò)定義這些可配置邏輯塊的功能，其彼此連接以及相應(yīng)的 I/O，電子設(shè)計(jì)人員即可以開發(fā)出定制的芯片，而不需要花錢來(lái)生產(chǎn)專門的 同有一個(gè)計(jì)算機(jī)，其內(nèi)部電路能被重新連接來(lái)運(yùn)行特定的應(yīng)用程序。 以前只有那些熟悉底層編程語(yǔ)言如 硬件設(shè)計(jì)人員才能利用 而，現(xiàn)在工程師們已可以用 過(guò)該特性工程師們可以使硬件具備實(shí)時(shí)的功能，如限度和接近傳感器檢測(cè)和傳感器狀態(tài)監(jiān)控。由于控制代碼直接在芯片上運(yùn)行，所以工程師們能快速開發(fā)采用定制的通信協(xié)議或高速循環(huán)的程序：數(shù)字控制循環(huán)速度可高達(dá) 1 擬控制循環(huán)的速度可為 200 由于 有強(qiáng)大的功能和圖形化編程的易用性， 基于 常適合有如下要求的應(yīng)用： 圖形化 由于 程天生引入圖形用戶界面，您可以為控制系統(tǒng)提供圖形化人機(jī)界面。 測(cè)量（高速數(shù)據(jù)采集，視覺和運(yùn)動(dòng)）。 包括視覺采集的高速 I/此您可以在您的標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)中使用振動(dòng)或機(jī)器視覺等功能。 處理能力： 在某些應(yīng)用中，您需要有專門的控制算法、高級(jí)的信號(hào)處理或數(shù)據(jù)記錄。使用 可以用 現(xiàn)如 本地及遠(yuǎn)程記錄數(shù)據(jù)。 平臺(tái)： 利用 能開發(fā)出用于各種平臺(tái)的代碼，這些平臺(tái)包括 入式控制器， 外文翻譯資料 通信 ：利用 數(shù)據(jù)庫(kù)連接， 基于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的操作界面，您能很容易地把數(shù)據(jù)傳送到企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。 由多個(gè)廠商制定的基于 構(gòu)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化 件平臺(tái)，它能提供模塊化、緊湊而堅(jiān)固的工業(yè)化系統(tǒng)。 嵌入式控制器內(nèi)置上 可以選用來(lái)自 ，包括有 1000 容量數(shù)字 I/O，用于機(jī)器視覺的模擬 /數(shù)字幀抓取器，聯(lián)合多軸運(yùn)動(dòng)模塊。 及包括 品系列包括有可熱抽換的模擬和數(shù)字 I/O 模塊和控制器，并帶有以太網(wǎng)和串行總線接口。其中 I/力計(jì)、 45的直流信號(hào)以及 0的交流信號(hào)。 也可以以讀寫本地 I/。由于軟件的接口非常簡(jiǎn)單，您可以快速地建立和編寫 又 不失復(fù)雜控制，數(shù)據(jù)記錄和通信的強(qiáng)大功能。 合了高性能 字 I/種 生就可以通過(guò) 術(shù)在控制應(yīng)用中使用視覺功能，并兼容 80多種工業(yè)攝像頭。利用 ，您也可以進(jìn)行低通道數(shù)的數(shù)字和步進(jìn)電機(jī)控制。當(dāng)使用 還能配置該系統(tǒng)以得到高性能的 視覺以及高速的數(shù)字控制和步進(jìn)電機(jī)控制。 是為需要高度定制和高速控制的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。該架構(gòu)采用實(shí)時(shí)嵌入式處理器，并結(jié)合可重復(fù)配置 I/O（ 。這些模塊可由 其它廠商提供。臺(tái)非常適合如機(jī)器控制這樣的復(fù)雜和高速應(yīng)用，并且，對(duì)于那 些通常需要開發(fā)專門的硬件的應(yīng)用，結(jié)合了 標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī) 也可以使用 些插入式板外文翻譯資料 卡包含有為模擬和數(shù)字 I/O，運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器視覺而設(shè)計(jì)的硬件。要得到確定性、實(shí)時(shí)的性能，可結(jié)合 件和運(yùn)行于基于 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上的 而能提供用于工業(yè)測(cè)量和控制的低成本平臺(tái)。 AC as C LC at to AC as as it LC C AC to of "80a of to in I AC on C C LC in as C of AC by it in LC C 外文翻譯資料 of LC AC to C to to "80LC 0 it , as as 1131, as as on LC 77% in 28 I/O) 72% , to LC it , in on 0% to on 0% is 0% to to as as 0 0s, 20% C in PC C to in , CI C as as PC is in 外文翻譯資料 in C, nf as as LC at in Is C is on C PC C in on C to C it to be to to to to by is C to C in C. 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